Penangkal Seng Oksida

Penangkal Seng Oksidaadalah sebuahpenangkal petirdengan kinerja perlindungan yang baik.

ItuPenangkal Seng Oksidamerupakan pelindung tegangan berlebih tercanggih di dunia. Hal ini berkat penggunaan seng oksida.penangkapSebagai inti resistor cakram, ini memungkinkan peningkatan karakteristik volt-ampere dari resistor cakram dan peningkatan kemampuan arus tembus dalam situasi tegangan berlebih, yang merupakan peningkatan drastis jika dibandingkan dengan silikon karbida konvensional.penangkapPada tegangan operasi normal, arus yang mengalir melalui penangkal petir hanya sekitar satu mikroampere. Ketikapenangkapmengalami situasi tegangan rata-rata, karakteristik non-linier yang sangat baik akan meningkatkan arus yang mengalir melalui penangkal petir beberapa ribu kali lipat.penangkapberada dalam keadaan konduktif dan akan melepaskan energi tegangan berlebih ke bumi sehingga melindungi peralatan transmisi daya dari dampak tegangan berlebih.

Penangkal petir oksida sengPenangkal petir jenis baru yang dikembangkan pada tahun 1970-an, terutama terdiri dari varistor seng oksida. Setiap varistor memiliki tegangan switching tertentu (disebut tegangan varistor) sejak dibuat. Pada tegangan kerja normal (yaitu, kurang dari tegangan varistor), nilai varistor sangat besar, yang setara dengan keadaan isolasi. Namun, pada tegangan tumbukan (lebih besar dari tegangan varistor), varistor akan rusak pada nilai rendah, yang setara dengan keadaan hubung singkat. Namun, setelah terkena sambaran petir, varistor dapat kembali ke keadaan isolasi; ketika tegangan di atas tegangan varistor dihilangkan, varistor kembali ke keadaan resistansi tinggi. Oleh karena itu, jika penangkal petir seng oksida dipasang pada saluran listrik, ketika petir menyambar, tegangan tinggi gelombang petir menyebabkan varistor rusak, dan arus petir mengalir melalui varistor ke bumi. Tegangan pada saluran listrik dapat dikontrol dalam kisaran yang aman, sehingga dapat melindungi keselamatan peralatan listrik.

Tujuh karakteristik penangkal petir berbahan seng oksida:

Kapasitas aliran

Hal ini terutama tercermin dalam kemampuan penangkal petir untuk menyerap semua jenis tegangan lebih akibat petir, tegangan lebih transien frekuensi daya, dan tegangan lebih operasional.

Sifat pelindung

Penangkal tegangan berlebih oksida seng digunakan untuk melindungi semua jenis peralatan listrik dalam sistem tenaga dari kerusakan tegangan berlebih pada produk listrik, dan memiliki kinerja perlindungan yang baik. Karena karakteristik voltametri nonlinier yang sangat baik dari lembaran katup oksida seng, hanya beberapa ratus mikroampere arus yang melewatinya pada tegangan operasi normal, sehingga mudah untuk mendesain struktur tanpa celah, dan memiliki karakteristik kinerja perlindungan yang baik, ringan, dan berukuran kecil. Ketika tegangan berlebih masuk, arus yang mengalir melalui pelat katup meningkat dengan cepat, dan membatasi amplitudo tegangan berlebih serta melepaskan energi tegangan berlebih. Setelah itu, pelat katup oksida seng mengembalikan keadaan resistansi tinggi untuk membuat sistem tenaga bekerja normal.

Kinerja penyegelan

Komponen penangkal petir dengan kinerja penuaan yang baik, kedap udara yang baik dari lapisan komposit berkualitas tinggi, menggunakan kontrol kompresi cincin penyegel dan bahan penyegel berlapis serta langkah-langkah lainnya, lapisan keramik sebagai bahan penyegel, untuk memastikan penyegelan yang andal, sehingga kinerja penangkal petir stabil.

Sifat mekanik dari

Tiga faktor berikut ini terutama dipertimbangkan: kekuatan gempa yang harus ditahan;

Tekanan angin maksimum pada penangkal petir;

Bagian atas penangkal petir menahan tegangan maksimum yang diizinkan pada kawat.

Properti dekontaminasi

Penangkal petir seng oksida tanpa celah memiliki ketahanan polusi yang tinggi.

Jarak rambatan spesifik yang ditetapkan oleh standar nasional adalah: Area polusi sedang Kelas II: jarak rambatan spesifik 20mm/kV;

Area polusi berat Kelas III: jarak rambatan spesifik 25mm/kV;

Area dengan tingkat polusi sangat tinggi Kelas IV: jarak rambatan spesifik 31 mm/kV.

Keandalan operasional yang tinggi

Keandalan pengoperasian jangka panjang bergantung pada kualitas produk dan pemilihan produk yang tepat. Kualitas produk terutama dipengaruhi oleh tiga aspek berikut: rasionalitas struktur keseluruhan penangkal petir; karakteristik voltametri dan ketahanan penuaan katup seng oksida; dan kinerja penyegelan penangkal petir.

Toleransi frekuensi daya

Karena sistem tenaga listrik seperti pentanahan satu fasa, efek kapasitansi saluran panjang, penolakan beban, dan alasan lainnya, akan menyebabkan peningkatan tegangan frekuensi daya atau menghasilkan tegangan lebih transien amplitudo tinggi, penangkal petir memiliki waktu tertentu untuk menahan kenaikan tegangan frekuensi daya tertentu.

Fungsi

Setiap jenis penangkal petir memiliki keunggulan dan karakteristiknya masing-masing, dan perlu digunakan di lingkungan yang berbeda untuk mencapai efek isolasi yang baik. Pada tegangan nominal, penangkal petir setara dengan isolator dan tidak akan berfungsi. Namun, dalam keadaan darurat atau tegangan tinggi, penangkal petir akan bekerja dan mengalirkan arus ke tanah untuk melindungi peralatan listrik secara efektif.

Klasifikasi

Menurut tingkat tegangan

Penangkal petir oksida seng diklasifikasikan menurut nilai tegangan nominal dan dapat dibagi menjadi tiga kategori:

Kategori tegangan tinggi: Mengacu pada rangkaian penangkal petir oksida seng di atas 66KV, yang secara kasar dapat dibagi menjadi tujuh tingkatan: 1000kV, 750kV, 500kV, 330kV, 220kV, 110kV, dan 66kV.

Kategori tegangan menengah: Mengacu pada produk seri penangkal petir oksida seng dalam kisaran 3kV hingga 66kV (tidak termasuk produk seri 66kV), yang secara kasar dapat dibagi menjadi empat tingkat tegangan: 3kV, 6kV, 10kV, dan 35kV.

Kategori tegangan rendah: Mengacu pada produk seri penangkal petir oksida seng di bawah 3KV (tidak termasuk produk seri 3kV), yang secara kasar dapat dibagi menjadi empat tingkat tegangan: 1kV, 0,5kV, 0,38kV, dan 0,22kV.

Sesuai dengan arus pelepasan nominal

Berdasarkan arus pelepasan nominal, penangkal petir seng oksida dapat dibagi menjadi lima kelas: 20, 10, 5, 2,5, 1,5 kA.

Menurutmenggunakan

Penangkal petir oksida seng dapat dibagi menjadi tujuh jenis berdasarkan penggunaannya: jenis rangkaian sistem, jenis pembangkit listrik sistem, jenis distribusi sistem, jenis proteksi bank kapasitor kompensasi shunt, jenis kereta api listrik, jenis motor dan titik netral motor, jenis titik netral transformator.

Menurut strukturnya

Penangkal petir berbahan seng oksida dapat dibagi menjadi dua kategori berdasarkan strukturnya.

Penangkal petir oksida seng dapat dibagi menjadi empat tingkatan berdasarkan kinerja ketahanan terhadap polusi. Kelas ⅰ adalah tipe umum, Kelas ⅱ digunakan di area polusi sedang (jarak rambatan spesifik 20mm/KV), Kelas ⅲ digunakan di area polusi berat (jarak rambatan spesifik 25mm/KV), dan kelas ⅳ digunakan di area polusi sangat berat (jarak rambatan spesifik 31mm/KV).

Lapisan komposit: Penangkal petir seng oksida lapisan komposit terbuat dari bahan karet silikon komposit sebagai lapisan luar, dan menggunakan lembaran tahan seng oksida berkinerja tinggi, dengan struktur khusus di bagian dalamnya, dirakit dengan teknologi canggih, sehingga memiliki keunggulan ganda yaitu bahan karet silikon dan lembaran tahan seng oksida. Selain semua keunggulan penangkal petir seng oksida porselen, seri produk ini memiliki kinerja isolasi yang baik, ketahanan terhadap polusi yang tinggi, kinerja tahan ledakan yang baik, ukuran kecil, ringan, tidak memerlukan perawatan, tidak mudah rusak, penyegelan yang andal, ketahanan terhadap penuaan yang sangat baik, dan keunggulan lainnya.

Menurut kinerja struktur

Penangkal petir oksida seng dapat dibagi menjadi tiga jenis berdasarkan struktur dan kinerja: tanpa celah (W), dengan celah seri (C), dengan celah paralel (B).

1. Di masa lalu, pemilihan dan kekurangan penangkal petir hanya mempertimbangkan tingkat tegangan lebih operasi dan tegangan lebih petir.

Standar nasional menetapkan bahwa tegangan terminal catu daya sistem harus sedikit lebih tinggi dari K kali tegangan nominal (atau tegangan pengenal) Un sistem, yaitu, K=Um/Un (Um adalah tegangan tertinggi sistem). Isolasi peralatan listrik harus mampu beroperasi dalam waktu lama di bawah Un. Nilai K untuk sistem 220kV dan di bawahnya adalah 1,15, dan untuk sistem 330kV dan di atasnya, K=1,1. Prinsip-prinsip yang disebutkan di atas juga diperhatikan pada tahap awal desain penangkal petir.

2. Pemilihan dan kebutuhan penangkal petir untuk memastikan pengoperasian di bawah tegangan lebih pentanahan satu fasa dan keselamatan sistem tenaga listrik

Dari perspektif pengoperasian yang aman, pemilihan tegangan nominal penangkal petir juga harus sesuai dengan prinsip-prinsip berikut:

(1) Tegangan nominal penangkal petir seng oksida harus lebih tinggi daripada tegangan transien frekuensi daya yang mungkin muncul pada saat pemasangannya. Pada sistem pentanahan netral 110kV dan di atasnya, dapat dipilih sesuai dengan metode di atas.

(2) Pada sistem pentanahan netral tidak langsung 110 kV dan di bawahnya, peraturan departemen tenaga listrik mengizinkan pengoperasian selama 2 jam pada kondisi pentanahan satu fasa, dan terkadang bahkan menghasilkan tegangan lebih pentanahan busur intermiten yang beroperasi lebih dari 2 jam untuk menemukan kesalahan. Karakteristik pengoperasian sistem semacam ini menimbulkan ancaman serius terhadap pengoperasian aman penangkal petir oksida seng pada tegangan nominal 10 detik. Struktur dan desain penangkal petir oksida seng dan penangkal petir SiC berbeda (yang terakhir adalah pemadaman busur celah, yang pertama tidak memiliki celah atau hanya celah pemisah), sehingga dalam praktiknya penangkal petir oksida seng mengalami keruntuhan termal dan bahkan kecelakaan ledakan serius. Menghadapi situasi ini, banyak biro pasokan listrik dan lembaga desain tenaga listrik mengajukan berbagai jenis nilai tegangan nominal (seperti 14,4 kV, 14,7 kV, dll.) sesuai dengan kondisi jaringan listrik setempat. Dalam uji beban aksi beberapa makalah diskusi standar nasional, toleransi tegangan nominal 10 detik ditingkatkan menjadi 1,2 ~ 1,3 kali, sehingga kemampuan adaptasi oksida seng meningkat. Sistem pentanahan tidak langsung dengan penangkal petir ke titik netral telah ditingkatkan.

Karena tegangan nominal penangkal petir oksida seng terlalu rendah, penangkal petir akan bekerja di bawah tegangan lebih pentanahan satu fasa atau bahkan banyak tegangan lebih transien. Departemen Pengawasan Keselamatan dan Koordinasi Produksi Kementerian Kelistrikan mengusulkan revisi penangkal petir tersebut sejak buletin keselamatan ke-17 tertanggal 30 Oktober 1993.

Pada masa transisi antara pengumuman dan revisi standar baru, aturan desain berikut diusulkan untuk pemilihan tegangan nominal dan tegangan operasi kontinu penangkal petir seng oksida pada sistem netral tanpa pentanahan: tegangan nominal adalah 1,2-1,3 kali tegangan pemadaman busur penangkal petir SiC referensi, dan tegangan operasi kontinu adalah tegangan saluran tertinggi dari operasi sistem.

Karena tidak ada standar terpadu untuk data dasar di atas, akan ada perbedaan antara produsen penangkal petir dan pengguna dalam desain dan pembuatannya.

3. Menerapkan standar baru edisi 2000, pemilihan penangkal petir yang aman dan wajar sesuai dengan kenyataan.

Dalam standar baru Tiongkok tahun 2000 (GB11032-2000), prinsip pemilihan tegangan nominal di atas 1,2-1,3 kali telah diakui, tetapi pemilihan tegangan operasi kontinu memiliki ketentuan baru: dari refleksi masa pakai penangkal petir sebesar 1,5Un//U1mA sebagai nilai referensi untuk memilih (merancang) tegangan operasi kontinu penangkal petir. Dengan tingkat desain dan manufaktur penangkal petir domestik, nilai umumnya adalah 80%, sehingga tegangan operasi kontinu dipilih sebagai 0,8 kali tegangan nominal. Hal ini didukung oleh daerah arus kecil pada kurva voltametri.

Oleh karena itu, dalam praktiknya, tingkat tegangan lebih dari operasi pentanahan satu fasa 1 jam harus diperhitungkan ketika melakukan perhitungan simulasi sesuai dengan kondisi spesifik atau memilih penangkal petir sesuai dengan pengalaman dan praktik. Namun, terdapat banyak nilai tegangan nominal yang sedikit berbeda dari nilai-nilai di atas dalam perjanjian teknis pengguna dan bahkan dalam gambar lembaga desain tenaga listrik, yang menurut saya tidak perlu (seperti 16,5kV dan 16,7kV dalam 10kV, dll.). Alasannya adalah bahwa dalam proses desain aktual penangkal petir, nilai tegangan nominal dalam kurva volt-ampere berada di area arus kecil, yang kurang dari nilai U1mAAC, sehingga pengejaran perbedaan yang halus tidak dapat diwujudkan dalam desain aktual penangkal petir; Selain itu, dari pembahasan berikut, sesuai dengan persyaratan standar nasional baru untuk memilih penggunaan yang aman di bawah tegangan lebih yang diizinkan (ini mengacu pada sistem tanpa pentanahan).

4. Pemilihan ilmiah penangkal petir seng oksida tanpa pentanahan sesuai dengan standar baru edisi 2000.

(1) Tegangan nominal harus dipilih dan dirancang sesuai dengan nilai efektif maksimum tegangan frekuensi daya yang diizinkan yang diterapkan pada terminal penangkal petir, sehingga dapat bekerja dengan benar di bawah tegangan lebih transien yang ditentukan dalam uji beban aksi yang ditentukan. Tegangan operasi kontinu harus dipilih untuk memungkinkan RMS konstan antara terminal penangkal petir. Pada saat ini, tegangan pelepasan frekuensi daya harus cukup tinggi untuk menghindari pengoperasian isolasi peralatan yang dilindungi di bawah tegangan lebih operasi tanpa perlindungan dan memperpanjang masa pakai, dan tingkat pengisian aktual dan tegangan sisa penangkal petir seng oksida yang diproduksi di Cina harus diperhitungkan.

(2) Apabila tegangan frekuensi daya meningkat lebih serius atau tegangan uji isolasi peralatan lebih tinggi, maka tegangan nominal penangkal petir oksida seng yang lebih tinggi harus dipilih. Pemilihan tegangan referensi frekuensi daya harus sama dengan atau lebih besar dari tegangan nominal. Kedua poin ini lebih terpenuhi dalam persyaratan standar NASIONAL yang baru, perhitungan berikut juga dapat ditemukan untuk memenuhi persyaratan tegangan lebih. Persyaratan standar nasional, untuk memastikan bahwa operasi pentanahan satu fasa 2 jam tanpa tindakan. Dalam kasus yang paling serius, ketika pentanahan satu fasa dan penolakan beban terjadi bersamaan, tegangan lebih maksimum yang mungkin dihitung secara teoritis adalah 1,99 kali, dan tegangan operasi kontinu yang diizinkan UC (nilai efektif) penangkal petir oksida seng dipilih sebagai berikut:

Tegangan nominal (Ur≈1,25 UC) dipilih sesuai dengan standar nasional tingkat pengisian daya 0,8, yang semuanya memenuhi persyaratan. Jika digunakan pentanahan busur dan tegangan lebih resonansi dengan probabilitas lolos yang tinggi, tegangan nominal harus memenuhi: tekan lagi?=0,8 Pilih tegangan operasi kontinu, yang juga memenuhi persyaratan.

Kesimpulannya, kesulitan utama dalam pemilihan penangkal petir adalah menentukan cakupan tegangan lebih sementara. Perlu dipastikan pengoperasian yang aman dan akurat di bawah tegangan lebih operasi tinggi dan tegangan lebih atmosfer, serta memastikan bahwa pelat katup tidak beroperasi di bawah tegangan lebih sementara.

Saat ini, pemilihan jenis dan desain penangkal petir harus memastikan bahwa penangkal petir seng oksida dengan tegangan lebih tertinggi dalam sistem tidak berfungsi ketika terjadi pentanahan satu fasa selama 2 jam, jika tidak, penangkal petir seng oksida akan mengalami kerusakan termal atau bahkan kecelakaan ledakan.

Oleh karena itu, pemilihan sistem tanpa pentanahan sesuai dengan persyaratan baru adalah tepat.

Namun pada perangkat kapasitor pentanahan kumparan peredam busur, tegangan lebih pentanahan akan jauh lebih rendah, sehingga dapat dipilih tegangan rendah berdasarkan perhitungan simulasi praktis dari tegangan nominal dan tegangan operasi kontinu untuk membuat penangkal petir seng oksida bekerja di bawah tegangan lebih operasi yang lebih rendah, sebagai perangkat perlindungan kapasitor. Namun, jika tidak nyaman, juga dapat dipilih tanpa sistem pentanahan.

Karena isolasi kutub kapasitor ke tanah telah dianggap memenuhi persyaratan pentanahan satu fasa 2h.

Jika beroperasi pada tegangan di bawah tegangan nominal, penangkal petir tidak akan berfungsi dan tidak akan menyebabkan kerusakan tegangan berlebih pada perangkat kapasitor.

Secara keseluruhan, hal ini disebabkan oleh pelat katup seri seng oksida tanpa celah yang dipasang langsung secara seri, sehingga resistor penangkal petir seng oksida tidak dapat menahan tegangan lebih dari 1,99 kali lipat, yang disebabkan oleh pilihan referensi tegangan busur SiC pada tegangan nominal penangkal petir seng oksida yang tidak memenuhi persyaratan, sehingga pasti akan meningkat untuk memastikan keamanan penangkal petir, seperti tidak adanya data simulasi aktual.

Nilai yang direkomendasikan yang diwujudkan dalam semangat standar nasional lebih tepat karena memenuhi persyaratan batas.